连铸坯工艺技术的研究

连铸坯工艺技术的研究

曾令文   ,李琪     ,曾迅

重庆钢铁股份有限公司炼钢厂    重庆市长寿区   400050

李琪      重庆钢铁股份有限公司炼钢厂    重庆市长寿区   400050

曾迅      重庆钢铁股份有限公司炼钢厂    重庆市长寿区   400050

摘要：连铸技术的不断发展与大力运用下，更多人也开始注重起了连铸坯的质量，加强连铸坯的质量在连铸生产工作中成为了重点。连铸坯工艺技术如今在有色金属行业领域中得到了广泛的应用，特别是铜、铝。为此，文章决定围绕连铸坯工艺技术展开探讨。

关键词：坯连铸坯；连铸工艺；研究

如今不管是在合金钢的生产制造中，还是在高强度的无缝钢管的生产制作中，均离不开连铸坯的生产工艺技术，着重涵盖了转炉冶炼、炉外精炼、真空脱气以及坯连铸连铸坯等多个流程。这部分产品在质量方面有着较为严格的要求，由于其连铸的面积并不大，所以在浇灌、冷却环节中极易出现外表断开等情况，所以围绕对应的连铸工艺展开定制，处理其会出现的断开等情况是生产优质坯的重点流程。

一、连铸坯工艺技术问题分析

1.机械应力

(1)结晶器和坯壳相互间摩擦所产生的应力。虽然振动装置的运用使结晶器和坯壳界面的脱模条件得到了一定程度的改良，不过摩擦仍旧没有消失且让坯壳产生应力。在结晶器相对坯壳往上运动的过程中，在坯壳外表上将会产生一种往上的摩擦力。因为摩擦力属于表面力，所以会具有弯矩，从而在坯壳里形成一定的弯曲应力。(2)钢水静压力让坯壳鼓肚生成一种应力。在铸坯从结晶器中移动出来且在导辊中间运动的过程中，因为没有受到结晶器壁的约束，又加上钢水静压力也由于压头高度的提升而变得提高，因而邻近两对导辊相互间的坯壳极易出现鼓肚情况，且在坯壳内会出现一定的应力。

2.热应力

连铸坯运行凝固的过程中，铸坯表面和液芯、铸坯轴向、铸坯角部以及表面这些方向均会产生一定的温度梯度，导致不同部分相互间的收缩量存在差异性，形成一定的热应力。铸坯从结晶器中移动出来且进到二冷区当中以后，坯壳表面会出现较为明显的收缩现象，这个时候坯壳表面将会产生一定的拉应力，而凝固前沿则会有一定的压应力。倘若铸坯表面温度上升幅度太明显、上升速度太快，应力分布也会因此而出现改变，很大概率会导致凝固前沿的压应力改变成拉应力，从而造成内部裂缝问题出现的概率大大增加。

3.相变应力

钢液在凝固环节中会出现相变，相变的产物常常存在着不一样的比容。低碳钢凝固期间，会具有铁素体-奥氏体与奥氏体-铁素体固态相变这些过程，晶格结构也将发生明显的改变，从原先的体心立方结构直接改变成面心立方结构，让原子结构变得更加紧密严实，体积降低；相反，如果从面心立方结构改变成体心立方结构，则会导致原子结构变得更加疏散，让体积增加。如此在坯壳凝固期间便会生成一定的应力。若铸坯在不超过九百摄氏度的温度条件下进行矫直操作，那么这个时候相变与矫直应变就会相互重叠，使得裂纹出现的概率进一步增加。

二、连铸坯技术研究

1.钢水变流控制技术

钢水发生变流，这与水口阻塞有着直接的关系。改良脱氧工艺流程，确保吹氩时长；采取白渣技术，切实弱化钢铁里包渣的氧化性。如果在钢种内规定必须含铝的话，则应当依靠前置钢内铝含量来展开严格把控，在此以后，要尽量不添入铝元素，整个环节中必须严格根据保护浇铸这个重要准则展开，可合理增加铸机的拉速。

2.浇铸温度技术

浇铸的温度与速度、冷却水的使用量、耐火材质等多个方面都虎给连铸板坯的质量带来不可忽视的影响，在这当中，对钢水的浇铸温度进行严格把控是非常关键的一项工作内容。钢坯内的掺杂成分大小、钢坯内外出现的裂纹、生产作业的可靠性等均与浇铸温度存在着密切的关联。

3.结晶器冷却

通常情况下，方圆坯的连铸拉速都相对较快，在结晶器的区域范围当中铸坯冷却所要用到的时长相对较少，而且圆坯在冷却均匀性方面提出了较为严格的要求，所以，在编制结晶器冷却制度的过程中，应当保证结晶器的坯壳厚度的合理性，并且也应当确保其具有较好的均匀性。总之，在具体设计期间必须对冷却水的速率与用量加以重视，围绕结晶器的坯壳厚度展开认真观测。

4.连铸电磁搅拌技术

连铸电磁搅拌技术的合理应用能够切实加强连铸坯的质量，这是因为，在连铸坯中的液体金属从交变磁场中途径而过时，电磁搅拌便利用不一样形式的磁场发生装置让其生成一定的感生电流，而这种电流会和磁场感应强度相互作用，最后形成一定的电磁力，电磁力便会对连铸流程中钢水的流动、传热等情况进行有效把控，让钢的清洁性明显提升，切实增加连铸坯的等轴晶区，让中心缩孔等情况完全消失不见，进而使生产质量得到大幅度优化。

三、连铸坯质量技术控制

1.严格控制对钢水的要求

一是应当围绕钢水温度展开严格把控，在合适温度条件下，使钢水内的硫、磷等含量得到有效减少。二是应当围绕钢水展开合金微调，换言之，便是要围绕钢水成分展开合理处理，应重点围绕钢水内的部分合金成分展开调节，比如镁、硅等。三是应当围绕钢水展开脱氢脱氧脱氮处理。在这个过程中，需要使用真空冶炼这一项技术方法。要想使钢水的温度能够达到均衡状态，且让当中的杂质成分漂浮上来，还必须围绕钢水展开吹氩处理。唯有牢牢根据规定围绕钢水展开合理、规范的处理，才可以得到满意的钢水。

2.热送热装技术

在炼钢、精炼以及连铸机水平的不断提升下，连铸坯质量也有了比较明显的强化。加强了钢水的温度、成分、清洁性等。连铸机使用的是结晶器电磁搅拌、结晶器液位自动控制系统、动态轻电压技术等先进的技术方法。同时也用到了特质粉末、高超的质量专家评估系统等，这让连铸坯的热装工艺水平得到了大幅度的优化。

3.控制浇铸温度

在浇铸钢水时适当降低温度，则有利于缓解钢坯内部开裂情况与中心偏折情况，并且也有利于降低连铸钢坯的晶粒，让其组织结构变得更加均衡。不过钢水连铸温度较低的话也可能会带来不好的影响，例如说，因为温度较低而导致钢坯内的杂物难以漂浮上来，或者是会导致其中的包水口出现堵塞情况。

4.在结晶器中使用铜板的镀层

在实际铸造期间，结晶器可以说是处理钢水时最关键、最主要的一种机器，在钢水从中间包途径而过进到结晶器里之后，结晶器内的冷却水会与钢水相互作用从而构筑出一定厚度的坯壳，在该环节中，结晶器里的钢水静压力会给其中的钢板表面带来一定的抑制作用，并且部分热量传输与摩擦力也同样会给钢板带来一定程度的影响。此外，结晶器需要能够在较为不好的环境条件下保持不间断的运行状态，因而结晶器中的关键铜板既拥有非常不错的导热能力，又体现出较为优异的冷却能力，不仅如此，还具有较好的耐磨性等。

4.运用电磁搅拌

要想让柱状晶粒数量有效降低，且防止中心偏折情况出现，让铸坯的质量有效提升起来，则需要在连铸板坯的铸造期间合理应用电磁搅拌技术，特别是在围绕部分特殊钢材与厚度较大的钢材展开处理的过程中，必须将该技术合理应用进来。电磁搅拌的线圈是根据有关规律展开排序的，运用过程中要把线圈放于铸坯表面大概二十毫米的位置，依靠线圈的电流便会生成一定的磁力作用，在这种作用下，让未凝结的钢液顺着某一方向不断往返的流动，如此在搅拌期间便可以保证钢液内每一成分的均匀分布。

综上，在坯的铸造过程中，由于其连铸面积并不大，所以在浇铸、冷却环节中极易出现表面断开等情况，要想使该情况得到处理，则应当通过编制结晶器冷却制度、正确运用保护渣、切实增加铸造机拉速等措施，让坯表面的质量得到有效提升。

参考文献：

[1]梁伟红.连铸坯裂纹成因及预防[J].湖南冶金,2002.

[2]徐敦乔.保证板坯质量的技术措施[J].连铸质量,2011.

[3]职建军.连铸板坯纵裂原因浅析[J].钢铁,2000.